ii

Hà Nội, 2012
iii

LỜI CẢM ƠN

Đề tài này được hoàn thành với sự tài trợ kinh phí theo “Chương trình
nghiên cứu khoa học, ứng dụng và chuyển giao công nghệ phát triển ngành
công nghiệp môi trường” thực hiện “Đề án Phát triển ngành công nghiệp môi
trường đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025” do Bộ Công Thương là cơ
quan chủ quản.
Tập thể cán bộ khoa học thực hiện đề tài xin bày tỏ sự cảm ơn chân
thành tới ban điều hành Đề án thuộ
c Bộ Công Thương, Viện Hoá học, Viện
Công nghệ môi trường, Viện Khoa học Vật liệu ứng dụng thành phố Hồ Chí
Minh (Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam) và tất cả cán bộ, cơ quan
chức năng đã giúp đỡ tạo mọi điều kiện cần thiết để đề tài được tiến hành
một cách thuận lợi và kết quả.
Tập thể cán bộ khoa học thự
c hiện đề tài xin gửi lời cảm ơn tới
Trường Đại học Stutgard - Đức, Viện xúc tác Leibniz – Trường Đại học
Rostock - Đức, Trường Đại học Vũ Hán – Trung Quốc, Viện Kỹ thuật Hóa
học – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã giúp đỡ chúng tôi đặc trưng các
mẫu vật liệu chế tạo được.

Chủ nhiệm đề tài
v

1.3.3.8. Phương pháp quang hóa 60
1.3.3.9. Phương pháp bức xạ vi sóng điện từ 61
1.3.3.10. Phương pháp polyol 61
1.3.3.11. Phương pháp phản ứng thế 61
1.4. Tổng quan về các chất mang nano bạc 61
1.4.1. Chất mang than hoạt tính 62
1.4.2. Chất mang Si-C 64
1.4.3. Chất mang polyuretan 65
1.4.4. Chất mang sứ xốp 65
1.4.5. Chất mang zeolit, zeolit-mao quản trung bình 66
1.4.5.1. Phân loại zeolit 66
1.4.5.2. Sự hình thành cấu trúc zeolit 68
1.4.5.3. Một vài tính chất của zeolit 70
1.4.5.4. Giới thiệu zeolit ZSM-5 73
1.5. Các kết quả nghiên cứu chế t
ạo và ứng dụng vật liệu nano bạc trong
và ngoài nước 76
1.5.1. Tình hình nghiên cứu trong nước 76
1.5.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước 78
1.6. Giới thiệu về các công nghệ khử trùng 79
1.6.1. Khử trùng bằng phương pháp hoá học 80
1.6.2. Khử trùng bằng phương pháp vật lý 81
1.6.3. Khử trùng bằng phương pháp hóa lý 83
1.7. Nghiên cứu khảo sát các phương pháp đánh giá hiệu lực khử trùng
của vật liệu rắn chứa nano bạc 83
1.7.1. Phương pháp thử tiếp xúc tĩnh 85
1.7.2. Ph
ương pháp thử tiếp xúc động qua cột lọc 85

2
112
vii

2.4. Đánh giá hoạt lực diệt khuẩn của các vật liệu Ag/chất mang 113
2.4.1. Đánh giá hoạt lực diệt khuẩn của các vật liệu Ag/chất mang
theo hàm lượng bạc 114
2.4.2. Đánh giá hoạt lực diệt khuẩn của các vật liệu Ag/chất mang
theo thời gian tiếp xúc 116
2.4.3. Đánh giá hoạt lực diệt khuẩn Vibrio Cholerae và Salmonella
của vật liệu Ag/ZSM-5 117
2.5. Đánh giá hoạt lực diệ
t khuẩn của hệ thiết bị lọc nước năng suất 10
lít/giờ 117
2.5.1. Khảo sát sự thôi nano bạc ra môi trường nước của cột lọc
Ag-ZSM-5/sứ xốp 118
2.5.2. Đánh giá hoạt lực diệt khuẩn của hệ thiết bị lọc theo nồng độ
khuẩn khác nhau 119
2.5.3. Đánh giá hoạt lực diệt khuẩn của hệ thiết bị lọc theo tốc độ
dòng chảy khác nhau 120
2.5.4. Nghiên cứu khả năng chống tái nhiễm khuẩn của nước đã qua
xử lý bằng vật liệu lọc tẩm nano bạc 120
2.5.5. Nghiên cứu tuổi thọ của vật liệu lọc chứa nano bạc theo thời
gian trong điều kiện bảo quản 121
2.5.6. Nghiên cứu tuổi thọ của vật liệu lọc chứa nano bạc theo thời
gian trong môi trường nước 121
2.6. Nghiên cứu ảnh hưởng củ
a chất lượng nguồn nước tới khả năng diệt
khuẩn của vật liệu lọc 121
2.7. Các phương pháp nghiên cứu 122

3.4.1.1. Vật liệu Ag/Zeolit (Ag/ZSM-5) 190
3.4.1.2. Vật liệu Ag/mao quản trung bình (Ag/Al-SBA-15 và
Ag/Al-MCM-41) 194
ix

3.4.1.3. Vật liệu Ag/Zeolit-mao quản trung bình 195
3.4.1.4. Vật liệu Ag/Si-C 199
3.4.1.5. Vật liệu Ag/Than hoạt tính loại 1 (than gáo dừa) 202
3.4.1.6. Vật liệu Ag/Than hoạt tính loại 2 (than tre) 206
3.4.1.7. Vật liệu Ag/Sứ xốp 210
3.4.1.8. Vật liệu Ag/Polyurethan 213
3.4.1.9. Vật liệu Ag/TiO
2
(Ag/P25) 215
3.4.1.10. So sánh hoạt lực diệt vi khuẩn E.coli ATCC và
Coliform ATCC của các vật liệu Ag/chất mang theo hàm lượng
bạc 216
3.4.2. Đánh giá hoạt lực diệt khuẩn của các vật liệu Ag/chất mang
theo thời gian tiếp xúc 219
3.4.2.1. Vật liệu Ag/Zeolit 219
3.4.2.2. Vật liệu Ag/Zeolit-mao quản trung bình 223
3.4.2.3. Vật liệu Ag/Si-C 227
3.4.2.4. Vật liệu Ag/Than hoạt tính loại 1 (than gáo dừa) 230
3.4.2.5. Vật liệu Ag/Than hoạt tính loại 2 (than tre hoạt tính)
234
3.4.2.6. Vật liệu Ag/Sứ
xốp 238
3.4.2.7. Vật liệu Ag/Polyurethan 242
3.4.2.8. So sánh hoạt lực diệt vi khuẩn E.coli ATCC và
Coliform ATCC của các vật liệu mang nano bạc theo thời gian

công suất 10 lít/giờ 280
3.11.1. Thiết kế và hoàn thiện quy trình chế tạo hệ thống 281
3.11.1.1. Nghiên cứu, tính toán và đưa ra các thông số thiết kế hệ
thống thiết bị lọc nước sử dụng vật liệu lọc chứa bạc nano 281
xi

3.11.1.2. Hoàn thiện qui trình chế tạo hệ thiết bị khử trùng nước sử
dụng vật liệu lọc chứa bạc nano 290
3.11.2. Quy trình vận hành thiết bị và hướng dẫn sử dụng vật liệu lọc chứa
bạc nano 296
3.11.2.1. Quy trình lắp đặt thiết bị 297
3.11.2.2. Quy trình vận hành thiết bị 301
3.11.2.3. Một số hướng dẫn sử dụng lõi lọc chứa bạc nano 302
3.11.3. Giá thành hệ thiết b
ị lọc nước an toàn sinh học năng suất 10 lít/giờ 303
CHƯƠNG 4. CÁC SẢN PHẨM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐÃ
ĐẠT ĐƯỢC CỦA ĐỀ TÀI 306

4.1. Sản phẩm dạng I 306
4.2. Sản phẩm dạng II 308
4.3. Sản phẩm dạng III 309
4.4. Kết quả tham gia đào tạo trên đại học 311
4.5. Sản phẩm đã đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp 311
4.6. Khả năng ứng dụng và phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu . 311
4.7. Phạm vi và địa chỉ (dự kiến) ứng dụng các kết quả của Đề tài 312
4.8. Tác động và lợi ích mang lại của kết quả nghiên cứu 312
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 313
TÀI LIỆU THAM KHẢO 316
PHỤ LỤC 1: Danh mục các kết quả đào tạo 327
PHỤ LỤC 2: Danh mục các công trình đã công bố 328

nghệ Việt Nam
Địa chỉ tổ chức: 18 Hoàng Quốc Việt – Cầu Giấy – Hà Nội.
Địa chỉ nhà riêng: 106-A9 - Khương Trung – Thanh Xuân – Hà Nội
3. Tổ chức chủ trì đề tài:
2

Tên tổ chức chủ trì đề tài: Viện Hóa học - Viện Khoa học và Công
nghệ Việt Nam.
Điện thoại: 04.37564312 Fax: 04.38361283
E-mail:
Website:
Địa chỉ: Viện Hóa học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam,
18 Hoàng Quốc Việt - Cầu Giấy – Hà Nội
Họ và tên thủ trưởng tổ chức: PGS.TS. Nguyễn Văn Tuyến
Số tài khoản: 3711
Ngân hàng: Kho bạc Nhà nước Quận Cầu Giấy
Tên cơ quan chủ quản đề
tài: Viện Hóa học - Viện Khoa học và Công
nghệ Việt Nam.

II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN

1. Thời gian thực hiện đề tài:
- Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 8/ năm 2010 đến tháng 7/ năm 2012
- Thực tế thực hiện: từ tháng 8/năm 2010 đến tháng 7/năm 2012
2. Kinh phí và sử dụng kinh phí:
a) Tổng số kinh phí thực hiện: 2.135 tr.đ, trong đó:
+ Kính phí hỗ trợ từ SNKH: 2.135 tr.đ.
b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH:
Theo kế hoạch Thực tế đạt được

c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi:
Đơn vị tính: triệu đồng
Theo kế hoạch Thực tế đạt được
Số
TT
Nội dung
các khoản chi
Tổng SNKH Nguồn
khác
Tổng SNKH Nguồn
khác
1 Trả công lao
động (khoa học,
phổ thông)
812 812 837 837

2 Nguyên, vật
liệu, năng
lượng
871,5 871,5 864,934 864,934

3 Thiết bị, máy
móc
178,5 178,5 178,5 178,5

4 Xây dựng, sửa
chữa nhỏ 5 Chi khác 273 273 254,566 254,566

Hợp đồng nghiên cứu khoa học và phát
triển công nghệ dùng cho đề tài khoa
học và công nghệ thuộc “chương trình
nghiên cứu khoa học, ứng dụng và
chuyển giao công nghệ phát triển ngành
công nghiệp môi trường” thực hiện “Đề
án phát triển ngành công nghiệp môi
trường đến năm 2015, tầm nhìn đến
năm 2025” 4. Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài
Số
TT
Tên tổ chức
đăng ký theo
Thuyết minh
Tên tổ chức đã
tham gia thực
hiện
Nội dung
tham gia
chủ yếu
Sản phẩm
chủ yếu
đạt được
Ghi
chú*
5


nghệ Môi
trường – Viện
Khoa học và
Công nghệ
Việt Nam.
Thực hiện
theo mục 18
theo thuyết
minh đề tài
Theo mục
18 trong
thuyết
minh đề tài

5. Cá nhân tham gia thực hiện đề tài
Số
TT
Tên cá nhân
đăng ký theo
Thuyết minh
Tên cá nhân
đã tham gia
thực hiện
Nội dung
tham gia
chính
Sản phẩm chủ
yếu đạt được
Ghi
chú*

4 PGS. TSKH.
Ngô Quốc
Bưu
PGS. TSKH.
Ngô Quốc
Bưu
Thực hiện
theo mục 18
Theo mục 18
trong thuyết
minh đề tài

5 TS. Bùi Duy
Du
TS. Bùi Duy
Du
Thực hiện
theo mục 18
Theo mục 18
trong thuyết
minh đề tài

6 KS. Nguyễn
Thị Thanh
Loan
KS. Nguyễn
Thị Thanh
Loan
Thực hiện
theo mục 18

theo mục 18
Theo mục 18
trong thuyết
minh đề tài

10 ThS. Trần Thị
Ngọc Dung
ThS. Trần Thị
Ngọc Dung
Thực hiện
theo mục 18
Theo mục 18
trong thuyết
minh đề tài

11 KS. Lê Anh
Bằng
KS. Lê Anh
Bằng
Thực hiện
theo mục 18
Theo mục 18
trong thuyết
minh đề tài

7

12 CN. Đào
Trọng Hiền
CN. Đào

minh đề tài 6. Tình hình hợp tác quốc tế
Số
TT
Theo kế hoạch

Thực tế đạt được

Ghi
chú*
1 Gửi một số mẫu vật liệu xúc
tác sang các phòng thí
nghiệm tại Đức, Trung Quốc
để đánh giá cấu trúc các vật
liệu tổng hợp được.
Đã đặc trưng được cấu trúc
một số vật liệu tổng hợp
được bằng phương pháp đặc
trưng hiện đại như cộng
hưởng từ hạt nhân
27
Al-
NMR, Trường Đại học
Stutgard - Đức
Đã đặc trưng được cấu trúc
một số vật liệu tổng hợp
được bằng phương pháp
XPS, Viện xúc tác Leibniz –


8. Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:
Thời gian
(Bắt đầu, kết thúc
- tháng … năm)
Số
TT
Các nội dung, công việc
chủ yếu
(Các mốc đánh giá chủ
yếu)
Theo kế
hoạch
Thực tế đạt
được
Người,
cơ quan
thực hiện
1 Nội dung 1: Nghiên cứu
công nghệ sản xuất bạc
nano và chất mang thích
Từ 08/2010
đến 01/2011
Viện Hóa học -
Viện Khoa học
và Công nghệ
9

hợp phục vụ xử lý nước cấp
an toàn sinh học.

Khoa học và
Công nghệ Việt
Nam, Viện Công
nghệ Môi trường
– Viện Khoa học
và Công nghệ
Việt Nam và
Viện Khoa học
Vật liệu Ứng
10

dụng – Viện
Khoa học và
Công nghệ Việt
Nam.
4 Nội dung 4: Nghiên cứu
xây dựng quy trình xử lý
nước cấp an toàn sinh học
có sử dụng bạc nano.
Từ 4/2012
đến 7/2012
Phối kết hợp của
ba cơ quan Viện
Hóa học - Viện
Khoa học và
Công nghệ Việt
Nam, Viện Công
nghệ Môi trường
– Viện Khoa học
và Công nghệ

2 Hệ thống thiết bị xử lý
nước cấp an toàn sinh học
sử dụng vật liệu chứa bạc
nano công suất 10 lít/giờ
Hệ thống 5 5

b) Sản phẩm Dạng II:
Yêu cầu khoa học cần đạt
Số
TT
Tên sản
phẩm

Theo kế hoạch Thực tế đạt được
Ghi chú

1 Quy trình
sản xuất
vật liệu
lọc chứa
bạc nano
Đưa ra các điều kiện tối
ưu trong tổng hợp vật
liệu
Quy trình sản xuất vật
liệu lọc chứa bạc nano
Ag/ZSM-5
1 qui trình
2 Quy trình
sản xuất

hành thiết bị đảm bảo
hiệu quả diệt khuẩn;
hướng dẫn sử dụng vật
liệu lọc chứa bạc nano
Quy trình vận hành, lắp
đặt, bảo trì thiết bị và
hướng dẫn sử dụng,
thay th
ế vật liệu lọc
chứa bạc nano đảm bảo
hiệu quả diệt khuẩn;
hướng dẫn sử dụng vật
liệu lọc chứa bạc nano
1 qui trình
4 Giá thành
hệ thống
thiết bị
Đưa ra giá thành sơ bộ
về hệ thống thiết bị; giá
thành vật liệu chứa bạc
nano.
Đưa ra giá thành hệ
thống thiết bị; giá thành
vật liệu chứa bạc nano
khi chế tạo đơn chiếc
1 qui trình
c) Sản phẩm Dạng III:
Yêu cầu khoa học
cần đạt


chí
KH&CN

bài

2 Báo
cáo
tham
dự các
hội
nghị
trong
nước
và quốc
tế
- 03 báo cáo
tham dự các
hội nghị
trong nước
và quốc tế

-04 báo cáo
tham dự
các hội
nghị trong
nước và
quốc tế

Hội nghị trong nước
- Hội nghị 35 năm Viện Khoa học và

Kết quả
Số
TT
Tên sản phẩm
đăng ký
Theo
kế hoạch
Thực tế
đạt được
Ghi chú
(Thời
gian kết
thúc)
1
Quy trình chế tạo vật liệu
xử lý nước cấp an toàn
sinh học chứa nano bạc
Đăng ký bảo hộ
quyền sở hữu trí
tuệ
Đã hoàn thiện hồ sơ
và nộp đơn đăng ký
bảo hộ quyền sở hữu
trí tuệ

2
Quy trình thiết kế chế tạo
hệ thống thiết bị xử lý
nước công suất 10 lít/giờ
Đăng ký bảo hộ

đình.

3. Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài, dự án:
Số
TT
Nội dung
Thời gian
thực hiện
Ghi chú
(Tóm tắt kết quả, kết luận chính,
người chủ trì…)
I Báo cáo định kỳ lần 1 02/2011 Về cơ bản hoàn thành các nội
dung đề ra theo đúng kế hoạch.
II Báo cáo định kỳ lần 2 08/2011 Về cơ bản hoàn thành các nội
dung đề ra theo đúng kế hoạch.
III Báo cáo định kỳ lần 3 04/2012 Về cơ bản hoàn thành các nội
dung đề ra theo đúng kế hoạch.

Chủ nhiệm đề tài
ThS. Trần Quang Vinh
Thủ trưởng tổ chức chủ trì